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JPH11117071A - CVD equipment - Google Patents

CVD equipment

Info

Publication number
JPH11117071A
JPH11117071A JP29323097A JP29323097A JPH11117071A JP H11117071 A JPH11117071 A JP H11117071A JP 29323097 A JP29323097 A JP 29323097A JP 29323097 A JP29323097 A JP 29323097A JP H11117071 A JPH11117071 A JP H11117071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas introduction
temperature
substrate
gas
introduction guide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29323097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Koide
知昭 小出
Akiko Kobayashi
明子 小林
Shiyoudai Kou
尚台 高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anelva Corp filed Critical Anelva Corp
Priority to JP29323097A priority Critical patent/JPH11117071A/en
Publication of JPH11117071A publication Critical patent/JPH11117071A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホルンストリームのガス導入ガイドを利用し
て、高い成膜速度を実現でき、スループットを向上し、
工業的に実用性の高い、かつ生産性の高いCVD装置を
提供する。 【解決手段】 排気系11を備えた真空容器12と、基板ホ
ルダ14と、基板13を加熱する加熱機構15と、ガス導入配
管19を経由して原料ガスを供給する原料ガス供給系30を
備え、さらに、基板の前面空間に配置されガス導入ガイ
ド16であって、基板の成膜面に臨むガス供給出口部18を
備え、さらにガス供給出口部の開口面積が基板に近づく
に従って次第に大きくなるように形成されたガス導入ガ
イドと、ガス導入ガイドの温度を成膜工程時に60〜1
70℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構41
とを備えている。
(57) [Summary] [PROBLEMS] A high film forming rate can be realized by using a horn stream gas introduction guide, and a throughput is improved.
Provided is a CVD apparatus which is industrially practical and highly productive. SOLUTION: A vacuum vessel 12 provided with an exhaust system 11, a substrate holder 14, a heating mechanism 15 for heating the substrate 13, and a source gas supply system 30 for supplying a source gas via a gas introduction pipe 19 are provided. Further, a gas introduction guide 16 arranged in the front space of the substrate, comprising a gas supply outlet 18 facing the film forming surface of the substrate, and further having an opening area of the gas supply outlet gradually increasing as approaching the substrate. And the temperature of the gas introduction guide are set to 60 to 1 during the film forming process.
Temperature control mechanism 41 for controlling the temperature within the range of 70 ° C.
And

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はCVD装置に関し、
特に、反応性ガスの化学反応を利用して各種半導体デバ
イス、各種電子部品、各種センサ等を構成する薄膜を形
成するCVD装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CVD apparatus,
In particular, the present invention relates to a CVD apparatus for forming thin films constituting various semiconductor devices, various electronic components, various sensors, and the like by utilizing a chemical reaction of a reactive gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】大規模集積回路(LSI)や液晶ディス
プレイ(LCD)等の製作では基板の表面に薄膜を作製
する工程が存在する。この薄膜作製では、反応性ガスの
化学反応を利用して成膜を行うCVD成膜法を用いるこ
とが広く行われている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of large-scale integrated circuits (LSI), liquid crystal displays (LCD), and the like, there is a process of forming a thin film on the surface of a substrate. In the production of this thin film, a CVD film forming method for forming a film using a chemical reaction of a reactive gas is widely used.

【0003】図3は従来の代表的なCVD装置を示す。
このCVD装置は、排気系71を備える真空容器72
と、真空容器72内の所定位置に基板73を保持する基
板ホルダ74と、基板73を所定温度に加熱する加熱機
構75と、加熱された基板73の表面(成膜面)に原料
ガスを供給する原料ガス供給系80を備えている。基板
73の表面または表面近傍に供給された原料ガスの化学
反応を利用して当該表面に薄膜を作製するよう構成され
ている。
FIG. 3 shows a typical conventional CVD apparatus.
This CVD apparatus includes a vacuum vessel 72 having an exhaust system 71.
And a substrate holder 74 for holding the substrate 73 at a predetermined position in the vacuum vessel 72, a heating mechanism 75 for heating the substrate 73 to a predetermined temperature, and supplying a source gas to the heated surface of the substrate 73 (film formation surface). A source gas supply system 80 is provided. The thin film is formed on the surface of the substrate 73 by using a chemical reaction of a source gas supplied to or near the surface of the substrate 73.

【0004】最近の金属材料の成膜では、常温常圧で液
体である有機金属化合物または有機金属錯体を原料とし
て使用するCVD成膜が盛んに研究されている。例えば
配線用の金属材料の分野では高マイグレーション耐性で
低比抵抗を有する銅(Cu)が次世代の配線材料として
有力視されている。CuのCVD成膜では、原料として
例えば[トリメチルビニルシリル]ヘキサフルオロアセ
チルアセトン酸塩銅(以下「Cu(hfac)(tmv
s)」と略す)のごとき常温常圧で液体である有機金属
錯体が使用される。上記のCVD装置では、かかる液体
原料が使用されることを想定している。
In recent film formation of metal materials, CVD film formation using an organic metal compound or an organic metal complex which is liquid at normal temperature and normal pressure as a raw material has been actively studied. For example, in the field of metal materials for wiring, copper (Cu) having high migration resistance and low specific resistance is regarded as a promising next-generation wiring material. In the CVD film formation of Cu, for example, copper [trimethylvinylsilyl] hexafluoroacetylacetonate (hereinafter referred to as “Cu (hfac) (tmv
An organic metal complex which is liquid at normal temperature and normal pressure such as s)) is used. In the above-described CVD apparatus, it is assumed that such a liquid material is used.

【0005】従って上記CVD装置の原料ガス供給系8
0は、液体原料を溜める原料容器81と、原料容器81
から送られる液体原料を気化させる気化器82と、気化
器82で気化した原料ガスを真空容器72へ送るガス導
入配管83と、ガス導入配管83の終端に接続されるシ
ャワーヘッド84とから構成されている。シャワーヘッ
ド84は、ガス導入配管83に通じた内部空間84aを
有する円盤状部材である。このシャワーヘッド84は、
基板ホルダ74上に保持された基板73に対向する前面
にガス吹出し孔84bを多数有し、ガス吹出し孔84b
から原料ガスを吹き出して、真空容器72内に原料ガス
を導入する。なお原料ガス供給系80には、原料ガスを
真空容器72に効率良く導くために原料ガスに混合する
キャリアガスを導入する配管85が接続されている。さ
らに加熱機構75は、所定の化学反応を基板73の表面
上で生じさせるために基板を所定温度に加熱する。さら
に真空容器72の外壁面には原料ガスの液化を防止する
ヒータ76が設けられている。
Therefore, the source gas supply system 8 of the above-mentioned CVD apparatus
0 is a raw material container 81 for storing a liquid raw material;
A vaporizer 82 for vaporizing the liquid raw material sent from the gas generator 82, a gas introduction pipe 83 for sending the raw material gas vaporized by the vaporizer 82 to the vacuum vessel 72, and a shower head 84 connected to the end of the gas introduction pipe 83. ing. The shower head 84 is a disc-shaped member having an internal space 84a communicating with the gas introduction pipe 83. This shower head 84
A large number of gas blowout holes 84b are provided on the front surface facing the substrate 73 held on the substrate holder 74.
The raw material gas is blown out of the vacuum chamber 72 to introduce the raw material gas into the vacuum vessel 72. The source gas supply system 80 is connected to a pipe 85 for introducing a carrier gas mixed with the source gas in order to efficiently guide the source gas to the vacuum vessel 72. Further, the heating mechanism 75 heats the substrate to a predetermined temperature in order to cause a predetermined chemical reaction on the surface of the substrate 73. Further, a heater 76 for preventing liquefaction of the source gas is provided on the outer wall surface of the vacuum vessel 72.

【0006】上記CVD装置では原料としてCu(hf
ac)(tmvs)を用いて基板73の表面に銅を成膜
する。基板73を基板ホルダ74に載置した状態で、こ
の基板73を加熱機構75により100〜300℃程度
の温度に加熱する。この状態で、Cu(hfac)(t
mvs)を気化器82で気化し、キャリアガスとして水
素ガスを混合してシャワーヘッド84のガス吹出し孔8
4bから吹き出させ、真空容器72内に導入する。導入
された原料ガスは基板73に到達し、分解を含む所定反
応が熱によって生じ、基板73の表面にCuの膜が堆積
する。シャワーヘッド84から原料ガスを吹き出させる
従来の構成では、ガス吹出し孔84bを適当に配置する
ことで、基板73に対し均一に原料ガスを供給する。こ
のため、この構成は、成膜の均一性(成膜速度の均一性
および膜質の均一性)の点で良好なものとなっている。
In the above CVD apparatus, Cu (hf
A film of copper is formed on the surface of the substrate 73 by using ac) (tmvs). With the substrate 73 placed on the substrate holder 74, the substrate 73 is heated to a temperature of about 100 to 300 ° C. by the heating mechanism 75. In this state, Cu (hfac) (t
mvs) is vaporized by a vaporizer 82, and hydrogen gas is mixed as a carrier gas to form a gas outlet 8 of a shower head 84.
4b, and introduced into the vacuum vessel 72. The introduced source gas reaches the substrate 73, a predetermined reaction including decomposition occurs by heat, and a Cu film is deposited on the surface of the substrate 73. In the conventional configuration in which the raw material gas is blown out from the shower head 84, the raw material gas is uniformly supplied to the substrate 73 by appropriately arranging the gas blowing holes 84b. For this reason, this configuration is favorable in terms of uniformity of film formation (uniformity of film formation rate and uniformity of film quality).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、シャワーヘッ
ド84を使用する従来のCVD装置によれば、気化器8
2の気化効率を高くすることが困難であり、このため、
プリカーサーの供給量を多くできず、成膜速度の向上が
難しいという問題があった。
However, according to the conventional CVD apparatus using the shower head 84, the vaporizer 8 is not used.
2. It is difficult to increase the vaporization efficiency of
There has been a problem that the supply amount of the precursor cannot be increased, and it is difficult to improve the film forming speed.

【0008】そこで、本出願人は先にシャワーヘッドを
用いないCVD装置を提案した(特願平8−23151
3号、平成8年8月13日出願)。このCVD装置で
は、基板の前面空間に、シャワーヘッド84の代わり
に、中心部に位置するガス導入口でガス導入配管に接続
されかつ基板の表面に臨むガス整流部であって、さらに
その開口面積が基板に近づくに従って次第に大きくなる
ように(または中心部から周縁部に行くに従い基板との
距離が次第に狭くなるように)形成された当該ガス整流
部を有するガス導入ガイドを備えている。なおこのガス
導入ガイドの形態は1997年春の応用物理学会でホル
ンストリームの構造として紹介された。このCVD装置
によれば上記の問題を解決できる。しかしながら、上記
CVD装置では、1σの分布で3%以下と良好な成膜速
度の均一性を維持した状態での成膜速度は約80nm/min
であった。CVD装置を工業的に用いるには、スループ
ットを向上させるため100nm/min以上の高い成膜速度
を実現することが要求されており、上記CVD装置はこ
の要求を満たすことができないという課題を有する。
Accordingly, the present applicant has previously proposed a CVD apparatus that does not use a shower head (Japanese Patent Application No. Hei 8-23151).
No. 3, filed on August 13, 1996). In this CVD apparatus, instead of the shower head 84, a gas rectification unit connected to a gas introduction pipe at a gas introduction port located at the center and facing the surface of the substrate is provided in the front space of the substrate. Is provided with a gas introduction guide having the gas rectifying portion formed so that the gas rectification portion is formed so as to gradually increase as approaching the substrate (or so as to gradually decrease the distance from the center to the peripheral portion with respect to the substrate). The form of this gas introduction guide was introduced as a horn stream structure at the Japan Society of Applied Physics in the spring of 1997. According to this CVD apparatus, the above problem can be solved. However, in the above-mentioned CVD apparatus, the film forming rate in a state where the uniformity of the film forming rate is maintained as good as 3% or less in a 1σ distribution is about 80 nm / min.
Met. In order to use a CVD apparatus industrially, it is required to realize a high film forming rate of 100 nm / min or more in order to improve the throughput, and the above-mentioned CVD apparatus has a problem that it cannot satisfy this requirement.

【0009】また上記ガス導入ガイドを利用するCVD
装置では、例えば枚葉式にて成膜工程が進むにつれてガ
ス導入ガイドの表面に膜が付着する。特に成膜速度を高
めるための構成を採用すると、ガス導入ガイドへの膜の
付着が増す傾向にある。この膜が剥離すると、基板上の
薄膜の性能を劣化させるおそれがある。そこで、当該付
着物を除去するためのクリーニング工程が必要となる。
[0009] CVD using the above gas introduction guide
In the apparatus, for example, a film adheres to the surface of the gas introduction guide as the film formation process proceeds in a single wafer system. In particular, when a structure for increasing the film forming speed is employed, the film tends to be more attached to the gas introduction guide. When the film is peeled, the performance of the thin film on the substrate may be deteriorated. Therefore, a cleaning step for removing the attached matter is required.

【0010】本発明の目的は、上記問題を解決すること
にあり、ホルンストリームのガス導入ガイドを利用した
CVD装置の成膜で、高い成膜速度を実現でき、スルー
プットを向上し、工業的に実用性の高い、かつ生産性の
高いCVD装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to realize a high film forming rate by using a horn stream gas introduction guide, thereby achieving a high film forming rate, improving a throughput, and industrially. An object of the present invention is to provide a CVD apparatus having high practicality and high productivity.

【0011】本発明の他の目的は、ホルンストリームの
ガス導入ガイドを利用するCVD装置の成膜工程の段階
でガス導入ガイドの付着物を適切に効率よく除去できる
CVD装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a CVD apparatus capable of appropriately and efficiently removing deposits on a gas introduction guide in a film forming step of a CVD apparatus using a horn stream gas introduction guide. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
CVD装置は、上記目的を達成するために、次のように
構成される。
The CVD apparatus according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.

【0013】第1のCVD装置(請求項1に対応)は、
排気系を備えた真空容器と、この真空容器内に基板を保
持する基板ホルダと、基板を加熱する加熱機構と、真空
容器内へガス導入配管を経由して基板の成膜面に原料ガ
スを供給する原料ガス供給系を備え、基板の成膜面近傍
で原料ガスを化学反応させて成膜面に薄膜を形成するも
のであり、さらに、基板の前面空間に位置するガス整流
部を有したガス導入ガイドであって、このガス整流部
は、ガス導入配管に接続されるガス導入口がその中心部
に形成されかつ基板に近づくに従ってその開口面積が次
第に大きくなるように形成された上記ガス導入ガイド
と、ガス導入ガイドの温度を、成膜工程時に、60〜1
70℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構と
を備えている。ガス導入ガイドの温度をかかる温度範囲
に制御することにより、基板上での成膜速度を向上する
ことができる。
The first CVD apparatus (corresponding to claim 1) comprises:
A vacuum vessel equipped with an exhaust system, a substrate holder for holding the substrate in the vacuum vessel, a heating mechanism for heating the substrate, and a source gas supplied to the film formation surface of the substrate via a gas introduction pipe into the vacuum vessel. A source gas supply system is provided for forming a thin film on the deposition surface by chemically reacting the source gas in the vicinity of the deposition surface of the substrate, and further has a gas rectification unit located in the front space of the substrate. A gas introduction guide, wherein the gas rectifying section is formed such that a gas introduction port connected to a gas introduction pipe is formed at a central portion thereof and an opening area thereof is gradually increased as approaching a substrate. The temperature of the guide and the gas introduction guide is set to 60 to 1 during the film forming process.
A temperature control mechanism for controlling the temperature within a range of 70 ° C. By controlling the temperature of the gas introduction guide within such a temperature range, the film formation speed on the substrate can be improved.

【0014】第2のCVD装置(請求項2に対応)は、
上記第1の構成において、ガス導入ガイドの温度は90
〜150℃の範囲に含まれることを特徴とする。この温
度によれば、より高い効果を期待できる。
The second CVD apparatus (corresponding to claim 2) is
In the first configuration, the temperature of the gas introduction guide is 90.
It is characterized by being included in the range of -150 ° C. According to this temperature, a higher effect can be expected.

【0015】第3のCVD装置(請求項3に対応)は、
上記第1の構成において、枚葉式成膜処理による成膜工
程の途中でガス導入ガイドの付着物を除去するためのク
リーニング工程が実施され、このクリーニング工程時
に、温度制御機構はガス導入ガイドの温度を170〜3
50℃の範囲に含まれる温度に制御する。成膜工程時に
ガス導入ガイドの温度を前述の温度に制御すると、ガス
導入ガイドの表面に付着物が形成される。そこで、所定
枚数の基板の成膜が終了した後に、クリーニング工程を
実施し、ガス導入ガイドの付着物を除去する。このクリ
ーニング工程の際には、ガス導入ガイドはクリーニング
効果を高めるために、上記の温度範囲に温度制御される
ことが好ましい。
[0015] A third CVD apparatus (corresponding to claim 3) comprises:
In the above-described first configuration, a cleaning step for removing deposits on the gas introduction guide is performed in the course of the film formation step by the single-wafer type film formation processing. During this cleaning step, the temperature control mechanism controls the temperature of the gas introduction guide. 170-3
The temperature is controlled within the range of 50 ° C. When the temperature of the gas introduction guide is controlled to the above-described temperature during the film forming process, deposits are formed on the surface of the gas introduction guide. Therefore, after the deposition of a predetermined number of substrates is completed, a cleaning step is performed to remove the deposits on the gas introduction guide. In the cleaning step, it is preferable that the temperature of the gas introduction guide is controlled within the above-mentioned temperature range in order to enhance the cleaning effect.

【0016】第4のCVD装置(請求項4に対応)は、
前述した第1のCVD装置と同じ構成を有するものであ
り、特に、温度制御機構によってガス導入ガイドの温度
を60〜350℃の範囲に含まれる温度に制御するよう
に構成されるものである。上記第1のCVD装置では、
成膜工程という観点から発明を把握して表現したもので
あったが、この第4のCVD装置では、同じ温度制御機
構により成膜工程とクリーニング工程のそれぞれにおけ
る温度制御の内容で発明が把握されている。
A fourth CVD apparatus (corresponding to claim 4) is:
It has the same configuration as the first CVD apparatus described above, and is particularly configured to control the temperature of the gas introduction guide to a temperature included in the range of 60 to 350 ° C. by the temperature control mechanism. In the first CVD apparatus,
Although the invention was grasped and expressed from the viewpoint of the film forming process, in the fourth CVD apparatus, the invention was grasped by the same temperature control mechanism in the contents of the temperature control in each of the film forming process and the cleaning process. ing.

【0017】第5のCVD装置(請求項5に対応)は、
第4の構成において、枚葉処理による成膜工程と、この
成膜工程の途中で含まれるガス導入ガイドの付着物を除
去するためのクリーニング工程とが実施され、温度制御
機構は、成膜工程を実施する時には、ガス導入ガイドの
温度を90〜150℃の範囲に含まれる温度に制御し、
クリーニング工程を実施する時には、ガス導入ガイドの
温度を170〜350℃の範囲に含まれる温度に制御す
るように構成される。
A fifth CVD apparatus (corresponding to claim 5) comprises:
In the fourth configuration, a film forming step by single-wafer processing and a cleaning step for removing the deposits on the gas introduction guide included in the middle of the film forming step are performed. When performing, the temperature of the gas introduction guide is controlled to a temperature included in the range of 90 to 150 ° C.,
When the cleaning step is performed, the temperature of the gas introduction guide is controlled to a temperature included in the range of 170 to 350 ° C.

【0018】第6のCVD装置(請求項6に対応)は、
第1または第4の構成において、好ましくは、成膜工程
時において、原料ガスは銅の有機金属錯体またはこの物
質を主成分とする混合物であり、形成する薄膜が銅であ
る。
A sixth CVD apparatus (corresponding to claim 6) comprises:
In the first or fourth configuration, preferably, at the time of the film formation step, the source gas is an organometallic complex of copper or a mixture containing this substance as a main component, and the thin film to be formed is copper.

【0019】第7のCVD装置(請求項7に対応)は、
第6の構成において、原料ガスは、好ましくは、[トリ
チルビニルシリル]ヘキサフルオロアセチルアセトン酸
塩銅またはこの物質を主成分とする混合物である。
A seventh CVD apparatus (corresponding to claim 7) is:
In the sixth configuration, the raw material gas is preferably copper [tritylvinylsilyl] hexafluoroacetylacetonate or a mixture containing this substance as a main component.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0021】図1に本発明に係るCVD装置の代表的実
施形態を示す。図2はその要部であるガス導入ガイド
(ホルンストリーム)とその取付機構を、その一部を切
り欠いた状態で示す。図1において、CVD装置は、排
気系11を備えた真空容器12と、真空容器12内の下
側位置に設置され、処理する基板13を載置した基板ホ
ルダ14と、基板13を所定温度に加熱する加熱機構1
5と、真空容器12内にあって基板ホルダ14上の基板
13の表面(成膜面)に対向するように基板の前面空間
に設置されたガス導入ガイド16を備える。ガス導入ガ
イド16は、真空容器12の上壁側の端部にガス導入口
17を有し、ガス導入口17から下側部分にガス整流部
18を備える。ガス導入口17は、基板13の側からガ
ス導入ガイド16を見てガス整流部18のほぼ中心部に
位置し、基板13の中心と同軸となるように配置されて
いる。ガス整流部18は基板13の成膜面に臨み、かつ
ガス整流部18の開口面積(図1における水平断面での
開口部の面積)が基板13に近づくに従って次第に大き
くなるように形成されている。図示例では、ガス導入ガ
イド16において、ガス導入口17から下端開口に至る
下方へ延設される部分は、楽器のホルンのごとく開口部
がなめらかに拡大され、上記ガス整流部18を形成して
いる。ガス整流部18の部分は、階段状に段階的に開口
面積を拡大することもできる。ガス導入ガイド16のガ
ス整流部18の上記のホルン形状については、基板表面
に沿って流れるガスの流速との関係で、中心部から周縁
部に行くに従って基板との距離が徐々にまたは段階的に
狭くなる形状を有するものということもできる。なおガ
ス導入ガイド16の構成および作用については、前述の
特願平8−231513号に詳述される。
FIG. 1 shows a typical embodiment of a CVD apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows a gas introduction guide (horn stream) as a main part thereof and a mounting mechanism thereof in a state where a part thereof is cut away. In FIG. 1, a CVD apparatus includes a vacuum vessel 12 provided with an exhaust system 11, a substrate holder 14 placed at a lower position in the vacuum vessel 12, and holding a substrate 13 to be processed, and a substrate 13 at a predetermined temperature. Heating mechanism 1 for heating
5 and a gas introduction guide 16 installed in the front space of the substrate so as to face the surface (film formation surface) of the substrate 13 on the substrate holder 14 in the vacuum vessel 12. The gas introduction guide 16 has a gas introduction port 17 at an end on the upper wall side of the vacuum vessel 12, and includes a gas rectification unit 18 at a lower portion from the gas introduction port 17. The gas introduction port 17 is located substantially at the center of the gas rectification unit 18 when viewing the gas introduction guide 16 from the substrate 13 side, and is disposed so as to be coaxial with the center of the substrate 13. The gas rectification unit 18 faces the film-forming surface of the substrate 13 and is formed such that the opening area of the gas rectification unit 18 (the area of the opening in the horizontal cross section in FIG. 1) gradually increases as approaching the substrate 13. . In the illustrated example, in the gas introduction guide 16, the portion extending downward from the gas introduction port 17 to the lower end opening is smoothly expanded like a horn of a musical instrument to form the gas rectification section 18. I have. The gas rectifying section 18 can also have its opening area increased stepwise in a stepwise manner. Regarding the above-mentioned horn shape of the gas rectifying portion 18 of the gas introduction guide 16, the distance from the center to the peripheral portion is gradually or stepwise from the center to the peripheral portion in relation to the flow velocity of the gas flowing along the substrate surface. It can also be said that it has a narrowing shape. The configuration and operation of the gas introduction guide 16 will be described in detail in the aforementioned Japanese Patent Application No. 8-231513.

【0022】真空容器12の上壁12aにはガス導入配
管19が取り付けられる。ガス導入配管19の基端は、
基板13の表面に原料ガスを供給する原料ガス供給系3
0の気化器31が接続され、ガス導入配管19の終端は
ガス導入継手20を介して上記ガス導入口17に接続さ
れる。原料ガスが、原料ガス供給系30からガス導入配
管19とガス導入ガイド16等を通して基板13の前面
空間に供給されると、加熱機構15で加熱された基板1
3の表面および表面近傍では、原料ガスで化学反応が誘
起され、基板表面に薄膜が堆積される。
A gas introduction pipe 19 is attached to the upper wall 12a of the vacuum vessel 12. The base end of the gas introduction pipe 19 is
Source gas supply system 3 for supplying a source gas to the surface of substrate 13
The gas inlet 31 is connected to the gas inlet 17 via a gas inlet joint 20. When the source gas is supplied from the source gas supply system 30 to the space in front of the substrate 13 through the gas introduction pipe 19 and the gas introduction guide 16 and the like, the substrate 1 heated by the heating mechanism 15 is heated.
On the surface and near the surface of 3, a chemical reaction is induced by the raw material gas, and a thin film is deposited on the substrate surface.

【0023】上記真空容器12は、例えばステンレスま
たはアルミニウム合金によって作られ、基板13を真空
容器内に導入させるための基板導入口21を備えた気密
容器である。真空容器12には、必要に応じて真空容器
12を所定温度に保持する温度制御機構22が付設され
ている。温度制御機構22は、ヒータ23および温度セ
ンサ24と、温度センサ24の検出値を参照してヒータ
23への投入電力を調整する図示しない制御器とで構成
される。温度制御機構22は、原料ガス供給系30によ
り供給された原料ガスや反応生成物が真空容器12内の
内壁面で結露しないように、あるいは化学反応を抑制す
るように真空容器12の温度を制御する。本実施形態で
は、真空容器12の温度を例えば約60℃とした。なお
温度制御機構22としてチラーを用い、温水または熱媒
体によって温度を制御することもできる。
The vacuum vessel 12 is an airtight vessel made of, for example, stainless steel or an aluminum alloy and having a substrate inlet 21 for introducing the substrate 13 into the vacuum vessel. The vacuum vessel 12 is provided with a temperature control mechanism 22 for maintaining the vacuum vessel 12 at a predetermined temperature as needed. The temperature control mechanism 22 includes a heater 23 and a temperature sensor 24, and a controller (not shown) that adjusts the power supplied to the heater 23 with reference to the detection value of the temperature sensor 24. The temperature control mechanism 22 controls the temperature of the vacuum vessel 12 so that the raw material gas and reaction products supplied by the raw material gas supply system 30 do not dew on the inner wall surface of the vacuum vessel 12 or suppress the chemical reaction. I do. In the present embodiment, the temperature of the vacuum vessel 12 is set to, for example, about 60 ° C. A chiller can be used as the temperature control mechanism 22 to control the temperature with hot water or a heat medium.

【0024】真空容器12の内部を排気する排気系11
としては種々の真空ポンプを使用することができる。本
実施形態では、例えばターボ分子ポンプとドライポンプ
を組み合わせて使用している。ターボ分子ポンプは短時
間に高真空まで排気するために使用された。またドライ
ポンプは、原料ガスを真空容器12内に導入したときに
100Pa以上の低真空を維持しつつ原料ガスを排気で
きるので、成膜時に有用であった。
Exhaust system 11 for exhausting the inside of vacuum vessel 12
Various vacuum pumps can be used. In the present embodiment, for example, a turbo molecular pump and a dry pump are used in combination. Turbo molecular pumps were used to evacuate to high vacuum in a short time. The dry pump was useful during film formation because the source gas could be exhausted while maintaining a low vacuum of 100 Pa or more when the source gas was introduced into the vacuum vessel 12.

【0025】加熱機構15は、所定の化学反応を生ずる
のに必要な温度まで基板13を加熱するためのものであ
る。加熱機構15には種々の機構を用いることができ
る。本実施形態では加熱機構15に抵抗発熱方式のもの
を用いた。この他にもランプを使用した加熱方式を用い
ることもできる。
The heating mechanism 15 is for heating the substrate 13 to a temperature required to cause a predetermined chemical reaction. Various mechanisms can be used for the heating mechanism 15. In the present embodiment, the heating mechanism 15 is of a resistance heating type. In addition, a heating method using a lamp can also be used.

【0026】また原料ガス供給系30は、液体の原料を
気化させ、ガス状の原料を基板13の前面空間に供給す
る。原料ガス供給系30は、液体である原料を溜めた原
料容器32と、原料容器32から運ばれた液体の原料を
気化させる前述の気化器31から構成される。さらに、
気化器31で気化させた原料を真空容器12内に導くガ
ス導入配管19と、ガス導入配管19に繋がるガス導入
ガイド16も原料ガス供給系30の一部と考えることも
できる。原料容器32と気化器31は送液用配管33で
接続され、送液用配管33には原料の流量を調整する図
示しない液体流量調整器等が付設される。
The source gas supply system 30 vaporizes the liquid source and supplies the gaseous source to the space in front of the substrate 13. The raw material gas supply system 30 includes a raw material container 32 storing a liquid raw material, and the above-described vaporizer 31 for vaporizing the liquid raw material carried from the raw material container 32. further,
The gas introduction pipe 19 for guiding the raw material vaporized by the vaporizer 31 into the vacuum vessel 12 and the gas introduction guide 16 connected to the gas introduction pipe 19 can also be considered as a part of the raw material gas supply system 30. The raw material container 32 and the vaporizer 31 are connected by a liquid sending pipe 33, and the liquid sending pipe 33 is provided with a liquid flow controller (not shown) for adjusting the flow rate of the raw material.

【0027】本実施形態では、気化器31には液体原料
を気化させる市販のもの(例えばリンテック製気化器)
を使用した。また気化器31には、水素ガス、ヘリウム
ガス、窒素ガスなどのキャリアガスを導入する配管34
が付設されている。配管34にはキャリアガスの流量を
調整する図示しないキャリアガス流量調整器が付設され
る。気化器31は、原料ガスとキャリアガスを混合でき
る構造を有する。気化器31には、前述の通り、気化さ
れた原料とキャリアガスを真空容器内に導入するガス導
入配管19が接続されている。
In this embodiment, the vaporizer 31 is a commercially available vaporizer for vaporizing a liquid material (for example, a Lintec vaporizer).
It was used. In addition, a pipe 34 for introducing a carrier gas such as hydrogen gas, helium gas, or nitrogen gas into the vaporizer 31.
Is attached. The pipe 34 is provided with a carrier gas flow rate regulator (not shown) for adjusting the flow rate of the carrier gas. The vaporizer 31 has a structure capable of mixing a source gas and a carrier gas. As described above, the gas introduction pipe 19 for introducing the vaporized raw material and the carrier gas into the vacuum vessel is connected to the vaporizer 31.

【0028】さらに、気化器31にはその温度を所定温
度に制御する温度制御機構35が付設され、配管34に
はその温度を所定温度に制御する温度制御機構36が付
設され、ガス導入配管33にはその温度を所定温度に制
御する温度制御機構37が付設されている。本実施形態
では、気化器31、配管34、ガス導入配管37の各温
度を例えば約50℃に保持している。
Further, the vaporizer 31 is provided with a temperature control mechanism 35 for controlling the temperature thereof to a predetermined temperature, and the pipe 34 is provided with a temperature control mechanism 36 for controlling the temperature thereof to a predetermined temperature. Is provided with a temperature control mechanism 37 for controlling the temperature to a predetermined temperature. In the present embodiment, the temperatures of the vaporizer 31, the pipe 34, and the gas introduction pipe 37 are maintained at, for example, about 50 ° C.

【0029】ガス導入ガイド16にはその温度を適切に
制御するガイド温度制御機構41が設けられている。さ
らにガス導入ガイド16の周囲には、このガス導入ガイ
ド16を真空容器12内の所定位置に支持・固定するガ
ス導入ガイド取付機構42が配置される。
The gas introduction guide 16 is provided with a guide temperature control mechanism 41 for appropriately controlling the temperature. Further, a gas introduction guide mounting mechanism 42 for supporting and fixing the gas introduction guide 16 at a predetermined position in the vacuum vessel 12 is arranged around the gas introduction guide 16.

【0030】ガイド温度制御機構41は、ガス導入ガイ
ド16の温度を約60℃から約350℃までの範囲に含
まれる温度に制御する機構である。真空容器12内で
は、後述するように、例えば枚葉式による基板成膜工程
と、成膜工程の途中で適宜なタイミングで実行されるク
リーニング工程とが行われ、その各々の工程でガス導入
ガイドは適切な温度に制御されなければならない。ガイ
ド温度制御機構41は、基板13に対向するガス導入ガ
イド16の裏面側に例えば接触状態で設けられたヒータ
43と、同裏面に接触状態で設けられたガス導入ガイド
冷却用の冷媒流通路44と、ガス導入ガイド16の温度
を検出する温度センサ45と、温度センサ45からの信
号によりヒータ43の加熱量や冷媒流通路44に流す冷
媒の温度および流量を制御する制御器(図示せず)とか
ら構成されている。
The guide temperature control mechanism 41 is a mechanism for controlling the temperature of the gas introduction guide 16 to a temperature included in a range from about 60 ° C. to about 350 ° C. In the vacuum chamber 12, as described later, for example, a substrate film forming process of a single wafer type and a cleaning process performed at an appropriate timing during the film forming process are performed. Must be controlled to an appropriate temperature. The guide temperature control mechanism 41 includes a heater 43 provided, for example, in contact with the back surface of the gas introduction guide 16 facing the substrate 13, and a coolant flow passage 44 for cooling the gas introduction guide, provided in contact with the back surface. A temperature sensor 45 for detecting the temperature of the gas introduction guide 16, and a controller (not shown) for controlling the heating amount of the heater 43 and the temperature and flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant flow passage 44 based on a signal from the temperature sensor 45. It is composed of

【0031】ガス導入ガイド取付機構42は、例えばア
ルミナで作られた環状板であり、ガス導入ガイド16の
下部周縁部から基板13に平行になるように延設され、
その外周縁部は真空容器12の内面に取り付けられてい
る。ガス導入ガイド取付機構42は、真空容器12と同
じ温度に保持するための温度制御機構46を備えてい
る。この温度制御機構46は、ガス導入ガイド取付機構
42を加熱するヒータ47と、ガス導入ガイド取付機構
42を冷却する冷媒を流す冷媒流通路48と、ガス導入
ガイド取付機構42の温度を測定する温度センサ49
と、温度センサ49の検出信号によりヒータ47の加熱
量や冷媒流通路48に流す冷媒の温度および流量を制御
する制御器(図示せず)とから構成されている。
The gas introduction guide mounting mechanism 42 is an annular plate made of, for example, alumina, and extends from the lower peripheral portion of the gas introduction guide 16 so as to be parallel to the substrate 13.
The outer peripheral edge is attached to the inner surface of the vacuum vessel 12. The gas introduction guide mounting mechanism 42 includes a temperature control mechanism 46 for maintaining the same temperature as the vacuum vessel 12. The temperature control mechanism 46 includes a heater 47 for heating the gas introduction guide attachment mechanism 42, a refrigerant flow passage 48 for flowing a refrigerant for cooling the gas introduction guide attachment mechanism 42, and a temperature for measuring the temperature of the gas introduction guide attachment mechanism 42. Sensor 49
And a controller (not shown) for controlling the heating amount of the heater 47 and the temperature and flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant flow passage 48 based on the detection signal of the temperature sensor 49.

【0032】ガス導入ガイド取付機構42の材質は、ア
ルミナに限らず、ガス導入ガイド16から真空容器12
への熱の伝導を抑制するものであれば任意のものでよ
い。例えば銅などの金属に比べ熱伝導度の小さい金属酸
化物、または耐熱性に優れかつ熱伝導度の小さい樹脂を
使用することも可能である。特に、真空容器12との結
合部分にベスペル等の樹脂材料を用いることが好まし
い。またガス導入ガイド16と接触する面積を少なくす
ることも、ガス導入ガイド16から真空容器12への熱
の伝導を抑制するために効果がある。
The material of the gas introduction guide mounting mechanism 42 is not limited to alumina, and the gas introduction guide 16 and the vacuum vessel 12
Any material can be used as long as it suppresses heat conduction to the substrate. For example, a metal oxide having lower thermal conductivity than a metal such as copper, or a resin having excellent heat resistance and low thermal conductivity can be used. In particular, it is preferable to use a resin material such as Vespel for the joint with the vacuum vessel 12. Reducing the area in contact with the gas introduction guide 16 is also effective for suppressing heat conduction from the gas introduction guide 16 to the vacuum vessel 12.

【0033】またガス導入口17に付設される上記ガス
導入継手20は、好ましくは耐熱性に優れかつ熱伝導度
の小さい樹脂で作られ、ガス導入ガイド16からガス導
入配管19および真空容器12への熱の伝導を抑制する
作用を有する。
The gas inlet joint 20 provided at the gas inlet 17 is preferably made of a resin having excellent heat resistance and low thermal conductivity, and is connected to the gas inlet pipe 19 and the vacuum vessel 12 from the gas inlet guide 16. Has the effect of suppressing the conduction of heat.

【0034】次に、上記構造を有するCVD装置の全体
動作を説明する。基板13は基板導入口21を通して真
空容器12内に搬入され、基板ホルダ14の上面に載置
される。真空容器12は排気系11により1×10-3
a以下に排気される。加熱機構15は予め動作してお
り、基板13は基板ホルダ14に載置されると、好まし
くは200℃に加熱される。ガス導入ガイド16はガイ
ド温度制御機構41が予め動作して好ましくは60〜1
50℃の範囲に含まれる温度に制御されている。またガ
ス導入配管19は温度制御機構37により、配管34は
温度制御機構36により、気化器31は度制御機構35
により、それぞれ、例えば50℃に温度制御されてい
る。同様に、真空容器12は温度制御機構22により、
ガス導入ガイド取付機構42は温度制御機構46によっ
て、例えば50℃に温度制御される。以上のように制御
された各部の温度は、基板13上にCVD成膜を行う成
膜工程での温度条件である。
Next, the overall operation of the CVD apparatus having the above structure will be described. The substrate 13 is carried into the vacuum vessel 12 through the substrate inlet 21 and is placed on the upper surface of the substrate holder 14. The vacuum vessel 12 is 1 × 10 −3 P by the exhaust system 11.
It is exhausted below a. The heating mechanism 15 operates in advance, and when the substrate 13 is placed on the substrate holder 14, the substrate 13 is preferably heated to 200 ° C. When the guide temperature control mechanism 41 operates in advance, the gas introduction guide 16 is preferably 60 to 1
The temperature is controlled within the range of 50 ° C. The gas introduction pipe 19 is controlled by a temperature control mechanism 37, the pipe 34 is controlled by a temperature control mechanism 36, and the vaporizer 31 is controlled by a degree control mechanism 35.
, Respectively, the temperature is controlled, for example, to 50 ° C. Similarly, the vacuum container 12 is controlled by the temperature control mechanism 22.
The temperature of the gas introduction guide mounting mechanism 42 is controlled to, for example, 50 ° C. by the temperature control mechanism 46. The temperature of each part controlled as described above is a temperature condition in a film forming process for forming a CVD film on the substrate 13.

【0035】次に基板13の上にCu膜を成膜する方法
を説明する。原料として銅の有機金属錯体を使用する。
本実施形態では、銅の有機金属錯体としてCu(hfa
c)(tmvs)またはこれを主成分とする混合物を使
用した。
Next, a method for forming a Cu film on the substrate 13 will be described. A copper organometallic complex is used as a raw material.
In this embodiment, Cu (hfa) is used as the organometallic complex of copper.
c) (tmvs) or a mixture based on this (tmvs) was used.

【0036】基板13の温度が200℃に安定した後、
図示しない液体流量調整器によって流量を0.4g/min
に制御されたCu(hfac)(tmvs)が、原料容
器32から送液用配管33を通って気化器31に導入さ
れる。Cu(hfac)(tmvs)は気化器31で気
化される。Cu(hfac)(tmvs)を気化器31
に導入すると同時に、キャリアガスとして水素300sc
cmが配管34を通して気化器31に導入され、気化した
Cu(hfac)(tmvs)と混合される。混合され
たCu(hfac)(tmvs)と水素はガス導入配管
19、ガス導入口17、ガス導入ガイド16を通り、ガ
ス整流部18から基板13の表面に供給される。このと
き排気系11により真空容器12内の圧力は1×103
Paに保持される。基板13の前面空間にCu(hfa
c)(tmvs)と水素が供給される結果、基板13の
表面にはCVD法によりCuを主成分とする薄膜が堆積
する。
After the temperature of the substrate 13 is stabilized at 200 ° C.,
0.4g / min flow rate by liquid flow controller not shown
Cu (hfac) (tmvs) is introduced from the raw material container 32 into the vaporizer 31 through the liquid supply pipe 33. Cu (hfac) (tmvs) is vaporized by the vaporizer 31. Cu (hfac) (tmvs) is vaporized 31
And at the same time 300 sc hydrogen as carrier gas
cm is introduced into the vaporizer 31 through the pipe 34 and mixed with the vaporized Cu (hfac) (tmvs). The mixed Cu (hfac) (tmvs) and hydrogen are supplied to the surface of the substrate 13 from the gas rectification unit 18 through the gas introduction pipe 19, the gas introduction port 17, and the gas introduction guide 16. At this time, the pressure in the vacuum vessel 12 is 1 × 10 3 by the exhaust system 11.
It is held at Pa. In the space in front of the substrate 13, Cu (hfa
c) As a result of supplying (tmvs) and hydrogen, a thin film containing Cu as a main component is deposited on the surface of the substrate 13 by the CVD method.

【0037】上記の成膜工程で、基板13の表面におけ
る成膜速度は、ガイド温度制御機構41によりガス導入
ガイド16の温度を60℃に制御した場合には100nm
/minとなった。ガス導入ガイド16の温度をさらに高く
制御した場合、基板13の表面の成膜速度はさらに高く
なった。例えばガス導入ガイド16の温度を90〜15
0℃の間の一定温度で制御した場合には150nm/min以
上の高い成膜速度を得ることができた。しかし、ガス導
入ガイド16の温度を150℃よりも高くするにつれ、
ガス導入ガイド16の基板対向面16aでのCuを主成
分とする薄膜の成膜速度が高くなり、原料の使用効率が
低下し、成膜コストが高くなる。加えて、基板13の表
面での成膜速度も低下する。またガス導入ガイド16に
付着した膜(付着物)を除去するためのメンテナンス周
期も、ガス導入ガイド16の温度を高くするに伴い短く
なる。そのため本実施形態では、成膜工程時にガス導入
ガイド16の温度を60〜170℃の温度範囲、さらに
好ましくは90〜150℃の温度範囲に制御するガイド
温度制御機構41を備えることが、成膜速度を向上させ
かつメンテナンス周期を長期化させるために非常に有益
であった。
In the above film forming process, the film forming speed on the surface of the substrate 13 is 100 nm when the temperature of the gas introduction guide 16 is controlled to 60 ° C. by the guide temperature control mechanism 41.
/ min. When the temperature of the gas introduction guide 16 was controlled further higher, the film formation rate on the surface of the substrate 13 was further increased. For example, if the temperature of the gas introduction guide 16 is 90 to 15
When controlled at a constant temperature between 0 ° C., a high film formation rate of 150 nm / min or more could be obtained. However, as the temperature of the gas introduction guide 16 becomes higher than 150 ° C.,
The deposition rate of the thin film mainly composed of Cu on the substrate facing surface 16a of the gas introduction guide 16 is increased, the use efficiency of the raw material is reduced, and the deposition cost is increased. In addition, the film forming speed on the surface of the substrate 13 is also reduced. Further, the maintenance cycle for removing the film (adhered matter) adhered to the gas introduction guide 16 also becomes shorter as the temperature of the gas introduction guide 16 increases. For this reason, in the present embodiment, it is possible to provide the guide temperature control mechanism 41 for controlling the temperature of the gas introduction guide 16 in the temperature range of 60 to 170 ° C., more preferably in the temperature range of 90 to 150 ° C. It was very beneficial to increase speed and lengthen the maintenance cycle.

【0038】その後、基板を入れ替えて基板ごと上記成
膜動作を繰り返し、多数の成膜工程を繰り返し、多数の
基板に薄膜を成膜する。ガス導入ガイド16の対向面1
6aに付着する付着物の量は、成膜した基板の枚数に比
例して多くなる。
Thereafter, the above-described film forming operation is repeated for each substrate by replacing the substrates, and a number of film forming steps are repeated to form a thin film on a number of substrates. Opposite surface 1 of gas introduction guide 16
The amount of the deposit attached to 6a increases in proportion to the number of substrates on which a film is formed.

【0039】そこで、ガス導入ガイド16の付着物を取
り除くクリーニング工程が適当なタイミングで行われ
る。ここでクリーニング工程を説明する。クリーニング
工程では、ガス導入ガイド16の温度をガイド温度制御
機構41にて例えば200℃にする。また排気系11に
より真空容器12の内部を1×10-3Pa以下に排気す
る。次に酸素ガスを例えば20sccm、およびヘキサフル
オロアセチルアセトンガスを例えば10sccm、配管34
およびガス導入口17等を通して真空容器12内へ導入
し、排気系11により真空容器12内の圧力を10Pa
に保持する。ガス導入ガイド16の付着物は、酸素によ
り酸化され、ヘキサフルオロアセチルアセトンガスによ
り徐々に錯体化してCu(hfac)2 となり、排気系
11により排気される。ガス導入ガイド16の付着物が
すべてCu(hfac)2 となって外部へ排気された
後、酸素ガスおよびヘキサフルオロアセチルアセトンガ
スの導入を止め、真空容器12内の圧力を1×10-3
a以下として動作を終了する。以上のクリーニング工程
で、ガス導入ガイド16に付着した膜を十分に除去する
ことができる。本実施形態では付着物は10分以内で除
去できた。
Therefore, a cleaning step for removing the deposits on the gas introduction guide 16 is performed at an appropriate timing. Here, the cleaning step will be described. In the cleaning step, the temperature of the gas introduction guide 16 is set to, for example, 200 ° C. by the guide temperature control mechanism 41. Further, the inside of the vacuum vessel 12 is evacuated to 1 × 10 −3 Pa or less by the exhaust system 11. Next, oxygen gas, for example, 20 sccm and hexafluoroacetylacetone gas, for example, 10 sccm,
And into the vacuum vessel 12 through the gas inlet 17 and the like, and the pressure in the vacuum vessel 12 is reduced to 10 Pa by the exhaust system 11.
To hold. The deposits on the gas introduction guide 16 are oxidized by oxygen, gradually complexed with hexafluoroacetylacetone gas to become Cu (hfac) 2 , and exhausted by the exhaust system 11. After all the deposits on the gas introduction guide 16 are exhausted as Cu (hfac) 2 , the introduction of the oxygen gas and the hexafluoroacetylacetone gas is stopped, and the pressure in the vacuum vessel 12 is reduced to 1 × 10 −3 P.
The operation is terminated when the value is equal to or less than a. In the above cleaning process, the film adhered to the gas introduction guide 16 can be sufficiently removed. In the present embodiment, the deposit can be removed within 10 minutes.

【0040】ガス導入ガイド16の温度をガイド温度制
御機構41によって170℃以上としたときに、付着物
を除去することが可能である。ガス導入ガイド16の温
度を高くするにつれ、付着物の除去速度は高くなった。
ガス導入ガイド16の温度が350℃に至るまで、連続
的に付着物の除去速度は高くなった。ガス導入ガイド1
6の温度が350℃を越えると、ガス導入ガイド16の
変形が生じた。従ってクリーニング工程におけるガス導
入ガイド16の温度は170〜350℃の範囲に含まれ
る温度に制御されることが好ましい。
When the temperature of the gas introduction guide 16 is set to 170 ° C. or higher by the guide temperature control mechanism 41, it is possible to remove deposits. As the temperature of the gas introduction guide 16 was increased, the rate of removing the deposits increased.
Until the temperature of the gas introduction guide 16 reached 350 ° C., the rate of removal of deposits continuously increased. Gas introduction guide 1
When the temperature of No. 6 exceeded 350 ° C., the gas introduction guide 16 was deformed. Therefore, the temperature of the gas introduction guide 16 in the cleaning step is preferably controlled to a temperature in the range of 170 to 350 ° C.

【0041】クリーニング工程が終了すると、再び成膜
工程に移る。成膜工程に移るに当たって、ガス導入ガイ
ド16等の温度は前述した温度に制御される。
After the completion of the cleaning process, the process returns to the film forming process. In moving to the film forming process, the temperature of the gas introduction guide 16 and the like is controlled to the above-described temperature.

【0042】以上のごとく、上記構造のCVD装置を使
用すると、ガス導入ガイド16の温度制御によって、ガ
ス導入ガイド16に付着した付着物を、真空容器12を
大気に開放することなく、除去することができ、メンテ
ナンスを容易とし、しかも従来の約2倍のスループット
を得ることができ、産業上非常に有益である。
As described above, when the CVD apparatus having the above-described structure is used, the deposits adhered to the gas introduction guide 16 can be removed by controlling the temperature of the gas introduction guide 16 without opening the vacuum vessel 12 to the atmosphere. , Maintenance is easy, and a throughput approximately twice that of the conventional one can be obtained, which is extremely useful in industry.

【0043】なお基板13の温度は200℃に限定され
ず、200℃未満あるいは200℃より高い場合にも同
様の効果があった。
Note that the temperature of the substrate 13 is not limited to 200 ° C., and the same effect is obtained when the temperature is lower than 200 ° C. or higher than 200 ° C.

【0044】上記実施形態は枚葉式の装置構成であった
が、複数枚の基板を同時に成膜処理する場合にも同様に
適用することができる。この場合にも、成膜工程の途
中、適当なタイミングでクリーニング工程が実施され
る。
Although the above-described embodiment has a single-wafer-type apparatus configuration, the present invention can be similarly applied to a case where a plurality of substrates are simultaneously formed into a film. Also in this case, the cleaning step is performed at an appropriate timing during the film forming step.

【0045】上記実施形態では、Cu(hfac)(t
mvs)またはこれを主成分とする混合物を中心に説明
したが、Cu(hfac)(atms),Cu(hfa
c)(cod),Cu(hfac)(3−hex)な
ど、他の有機金属錯体でも同様に有効である。
In the above embodiment, Cu (hfac) (t
mvs) or a mixture containing the same as a main component, Cu (hfac) (atms), Cu (hfa)
c) Other organic metal complexes such as (cod) and Cu (hfac) (3-hex) are similarly effective.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、反応性ガスの化学反応を利用したCVD装置に
よる基板成膜であって基板の前面空間にホルンストリー
ムのガス導入ガイドを設けて成膜速度を高めたものに、
さらにガス導入ガイドの温度を所定温度範囲に含まれる
ように制御したため、成膜速度をさらに高め、大幅にス
ループットを向上し、工業的に実用性の高いものにする
ことができる。またガス導入ガイドの温度を成膜工程時
におけるスループットの向上という観点で制御するよう
にしたことから、成膜工程の途中で適宜なタイミングに
てガス導入ガイドの付着物を除去するクリーニング工程
を実施するようにした。このクリーニング工程でも、ガ
ス導入ガイドは、クリーニングにとって最適な状態にな
るように温度制御が行われ、短時間で効率よくクリーニ
ングを実施することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a substrate is formed by a CVD apparatus utilizing a chemical reaction of a reactive gas, and a horn stream gas introduction guide is provided in the front space of the substrate. To increase the film deposition rate,
Further, since the temperature of the gas introduction guide is controlled so as to be included in the predetermined temperature range, the film forming speed can be further increased, the throughput can be greatly improved, and industrially practical one can be obtained. In addition, since the temperature of the gas introduction guide is controlled from the viewpoint of improving the throughput during the film forming process, a cleaning process for removing the deposits on the gas introduction guide at an appropriate timing during the film forming process is performed. I did it. Also in this cleaning step, the temperature of the gas introduction guide is controlled so as to be in an optimum state for cleaning, and the cleaning can be efficiently performed in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るCVD装置の代表的実施形態を概
略的に示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a typical embodiment of a CVD apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示したCVD装置の要部の一部を切り欠
いて示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view in which a part of a main part of the CVD apparatus shown in FIG. 1 is cut away.

【図3】従来のCVD装置の代表的構成を示す縦断面図
である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a typical configuration of a conventional CVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 真空容器 13 基板 14 基板ホルダ 15 加熱機構 16 ガス導入ガイド 17 ガス導入口 18 ガス整流部 19 ガス導入配管 30 原料ガス供給系 41 ガイド温度制御機構 42 ガス導入ガイド取付機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Vacuum container 13 Substrate 14 Substrate holder 15 Heating mechanism 16 Gas introduction guide 17 Gas introduction port 18 Gas rectification part 19 Gas introduction pipe 30 Source gas supply system 41 Guide temperature control mechanism 42 Gas introduction guide mounting mechanism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系を備えた真空容器と、この真空容
器内に基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱す
る加熱手段と、前記真空容器内へガス導入配管を経由し
て前記基板の成膜面に原料ガスを供給する原料ガス供給
系を備え、前記基板の成膜面近傍で前記原料ガスを化学
反応させて成膜面に薄膜を形成するCVD装置におい
て、 前記基板の前面空間に位置するガス整流部を有したガス
導入ガイドであって、このガス整流部は、前記ガス導入
配管に接続されるガス導入口がその中心部に形成されか
つ前記基板に近づくに従ってその開口面積が次第に大き
くなるように形成された前記ガス導入ガイドと、 前記ガス導入ガイドの温度を、成膜工程時に、60〜1
70℃の範囲に含まれる温度に制御する温度制御機構
と、 を備えることを特徴とするCVD装置。
1. A vacuum vessel provided with an exhaust system, a substrate holder for holding a substrate in the vacuum vessel, heating means for heating the substrate, and the substrate via a gas introduction pipe into the vacuum vessel. A CVD apparatus for providing a source gas supply system for supplying a source gas to a film formation surface of the substrate, and forming a thin film on the film formation surface by chemically reacting the source gas near the film formation surface of the substrate; Is a gas introduction guide having a gas rectification portion located in the gas rectification portion, the gas introduction port connected to the gas introduction pipe is formed in the center thereof, and the opening area thereof as it approaches the substrate, The gas introduction guide formed so as to be gradually increased, and the temperature of the gas introduction guide is set to 60 to 1 during the film forming process.
And a temperature control mechanism for controlling the temperature to be within the range of 70 ° C.
【請求項2】 前記ガス導入ガイドの温度は90〜15
0℃の範囲に含まれることを特徴とする請求項1記載の
CVD装置。
2. The temperature of said gas introduction guide is 90-15.
The CVD apparatus according to claim 1, wherein the temperature is within a range of 0 ° C.
【請求項3】 枚葉式成膜処理による成膜工程の途中で
前記ガス導入ガイドの付着物を除去するためのクリーニ
ング工程が実施され、このクリーニング工程時に、前記
温度制御機構は前記ガス導入ガイドの温度を170〜3
50℃の範囲に含まれる温度に制御することを特徴とす
る請求項1記載のCVD装置。
3. A cleaning step for removing deposits on the gas introduction guide is performed in the course of a film forming step by a single-wafer type film forming process, and in the cleaning step, the temperature control mechanism controls the temperature of the gas introduction guide. From 170 to 3
2. The CVD apparatus according to claim 1, wherein the temperature is controlled to be in a range of 50 [deg.] C.
【請求項4】 排気系を備えた真空容器と、この真空容
器内に基板を保持する基板ホルダと、前記基板を加熱す
る加熱手段と、前記真空容器内へガス導入配管を経由し
て前記基板の成膜面に原料ガスを供給する原料ガス供給
系を備え、前記基板の成膜面近傍で前記原料ガスを化学
反応させて成膜面に薄膜を形成するCVD装置におい
て、 前記基板の前面空間に位置するガス整流部を有したガス
導入ガイドであって、このガス整流部は、前記ガス導入
配管に接続されるガス導入口がその中心部に形成されか
つ前記基板に近づくに従ってその開口面積が次第に大き
くなるように形成された前記ガス導入ガイドと、 前記ガス導入ガイドの温度を60〜350℃の範囲に含
まれる温度に制御する温度制御機構と、 を備えることを特徴とするCVD装置。
4. A vacuum vessel provided with an exhaust system, a substrate holder for holding a substrate in the vacuum vessel, heating means for heating the substrate, and the substrate via a gas introduction pipe into the vacuum vessel. A CVD apparatus for providing a source gas supply system for supplying a source gas to a film formation surface of the substrate, and forming a thin film on the film formation surface by chemically reacting the source gas near the film formation surface of the substrate; Is a gas introduction guide having a gas rectification portion located in the gas rectification portion, the gas introduction port connected to the gas introduction pipe is formed in the center thereof, and the opening area thereof as it approaches the substrate, A CVD apparatus, comprising: a gas introduction guide formed so as to be gradually larger; and a temperature control mechanism for controlling a temperature of the gas introduction guide to a temperature included in a range of 60 to 350 ° C. .
【請求項5】 枚葉式成膜処理による成膜工程と、この
成膜工程の途中で含まれる前記ガス導入ガイドの付着物
を除去するためのクリーニング工程とが実施され、前記
温度制御機構は、前記成膜工程を実施する時には、前記
ガス導入ガイドの温度を90〜150℃の範囲に含まれ
る温度に制御し、前記クリーニング工程を実施する時に
は、前記ガス導入ガイドの温度を170〜350℃の範
囲に含まれる温度に制御することを特徴とする請求項4
記載のCVD装置。
5. A film forming process by a single-wafer type film forming process and a cleaning process for removing a deposit on the gas introduction guide included in the middle of the film forming process are performed. When performing the film forming step, the temperature of the gas introduction guide is controlled to a temperature included in the range of 90 to 150 ° C., and when performing the cleaning step, the temperature of the gas introduction guide is controlled in the range of 170 to 350 ° C. 5. The method according to claim 4, wherein the temperature is controlled to be included in the temperature.
The CVD apparatus as described in the above.
【請求項6】 成膜工程時において、前記原料ガスは銅
の有機金属錯体またはこの物質を主成分とする混合物で
あり、形成する薄膜が銅であることを特徴とする請求項
1または4記載のCVD装置。
6. The method according to claim 1, wherein in the film forming step, the raw material gas is an organometallic complex of copper or a mixture containing this substance as a main component, and the thin film to be formed is copper. CVD equipment.
【請求項7】 前記原料ガスは[トリチルビニルシリ
ル]ヘキサフルオロアセチルアセトン酸塩銅またはこの
物質を主成分とする混合物であることを特徴とする請求
項6記載のCVD装置。
7. The CVD apparatus according to claim 6, wherein the raw material gas is copper [tritylvinylsilyl] hexafluoroacetylacetonate or a mixture containing this substance as a main component.
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